DE9409992U1 - Automatische Stangenkupplung - Google Patents

Description

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Automatische Stangenkupplung

Beschreibung

Die Erfindung betrifft eine automatische Kupplung mit ungleichartigen Kupplungshälften für Fahrzeuge, insbesondere Schienenfahrzeuge, aber auch Bergbahnen, Spezialfahrzeuge und ähnliches, von denen eines der Fahrzeuge mit einer trichterförmigen Kupplungsglocke und das andere mit einer komplementären Kupplungsstange mit Zentrierkopf, die in die Kupplungsglocke einführbar ist, ausgebildet ist. Mit Hilfe eines solchen Kupplungspaares können die Fahrzeuge automatisch gekuppelt werden.

Die jeweilige Kupplungshälfte ist mit dem Fahrzeug allseitig beweglich verbunden, jedoch stabil abgestützt und in Wagenlängsrichtung zur Erzeugung der notwendigen Kupplungskräfte stabilisiert. Eine Gelenkigkeit ist erforderlich, um mit den Fahrzeugen auch Kurven durchfahren zu können. Ebenso ist eine vertikale Beweglichkeit auf Grund unterschiedlicher Beladungszustände und damit mehr oder minder große Einsenkung in die Federung des Fahrzeuges und zum Ausgleich von Fertigungstoleranzen erforderlich.

Eine derart bewegliche Kupplung für einen automatisches Kuppeln zweier Fahrzeuge ist aus der DE-PS 1 02 6 772 bekannt. Dabei greift der vordere Teil der Kupplungsstange, der mit einem Zentrierkopf versehen ist, in eine komplementär ausgebildete kegelstumpf- oder pyramidenstumpfförmige Glocke ein, bis ein Hinter schnitt, eine Falle, an der Kupplungsstange einen federbelasteten Riegel, der seinerseits aus einer Durchbrechung der Glockenkontur von außen in diese hineinragt, überfährt, so daß der Riegel in der Falle an der Kupplungsstange gehalten wird. Mit Hilfe eines Handhebeis, der über weitere Umlenkhebel auf zwei dieser spiegel symmetrischen zueinander angeordneten Riegeln wirkt, können diese gegen die Kraft der Rückstellfeder der Riegel

soweit nach außen gedrückt werden, daß die Kupplungsstange wieder freigegeben wird. In dieser Position können dann die Fahrzeuge durch Auseinanderfahren entkuppelt werden. Diese Art der Arretierung und des Lösens hat zwei Nachteile. Die Haltekraft des Riegels ist direkt abhängig von der Federkraft; bei entsprechend großer Federkraft sind gleichgroße Kräfte zum Lösen der Kupplung aufzubringen. Außerdem ist während des Entkuppeins der Handhebel festzuhalten oder in einer Rastposition zu arretieren; dadurch muß für eine erneute Kuppelbereitschaft der Handhebel aus der Entkuppelstellung gelöst und wieder in die Kuppelstellung zurückgeführt werden.

Aus der DE-PS 890 966 ist für eine starre Kupplung, mit der gleichzeitig auch elektrische und/oder pneumatische Leitungen miteinander gekuppelt werden sollen, bekannt, mit Hilfe einer der Kupplungsstange ähnlichen Vorrichtung mit einem Rücksprung beim Kuppeln der Fahrzeuge ein federbelastete Sperrklinke beiseite zu drücken, die dann einrastet, sobald „die Kupplungsstange ihre Sollposition erreicht hat. Auch hier kann mit Hilfe eines Handhebels die federbelastete Sperrklinke ausgerückt werden, so daß ein Entkuppeln der Fahrzeuge möglich ist. Während des Entkuppelvorganges ist der Entkuppelhebel gedrückt zu halten oder an der Sperrklinke ein zweiter Hebel anzubringen, der ein Rückstellen des Entkuppelhebels so lange verhindert bis die Kupplungsstange den Greifbereich der Sperrklinge verlassen hat. Eine Verbesserung wird dadurch auch nicht erreicht, weil hier zwei Hebel zu bedienen sind, die zwar nach dem einmaligen Lösen der Kupplung für den nächsten Kuppelvorgang automatisch in Sollposition zurückgehen, jedoch ist zumindest einer dieser Sicherungshebel während des Kuppeins der Fahrzeuge wiederum gegen eine Zugfeder aus der momentanen Lage auszurücken.

Ausgehend von diesem Stand der Technik liegt der Erfindung das Problem zugrunde, eine automatische Kupplung für zwei

Fahrzeuge vorzuschlagen, die gegebenenfalls fernbedienbar, sowohl ein automatisches Entkuppeln als auch Kuppeln der Fahrzeuge sicherstellt.

Dieses Problem wird erfindungsgemäß durch Anspruch 1 gelöst. Weiterbildende Merkmale der Erfindung sind in den Unteransprüchen erfaßt. Für ein besonderes Element wird eine neue Verwendung gemäß Anspruch 9 vorgeschlagen.

Für eine automatische Kupplung der eingangs beschriebenen Bauart ist hier eine Fangeinrichtung für die Kupplungsstange vorgesehen, die mindestens einen feststellbaren Schwenkriegel mit einem Sperrnocken und einem Rückstellnocken umfaßt, wobei die Nocken durch Federn abwechselnd in der Kuppelstellung oder Entkuppelstellung selbsttätig gehalten werden. Diese Lösung sieht vor, das ein abgerundeter Sperrnocken in eine komplementär ausgebildete Falle der Kupplungsstange eingreift, nachdem die Kupplungsstange mit ihrem Zentrierkopf den Schwenkbereich des Sperrnockens überlaufen hat und dabei den Sperrnocken - wie für sich bekannt - in einen Durchbruch der Kupplungsglocke gegen eine Federkraft wegdrückt und der Sperrnocken dann zurückspringt. Der Schwenkriegel selbst sitzt auf einer quer zur Kupplungslängsachse an der Kupplungsglocke gelagerten Schwenkachse und ist mit dieser durch eine Stift drehfest verbunden. An einem Ende der Schwenkachse ist ein federbelasteter Schwenkhebel angebracht, der aus der Kuppelstellung (Sperrfunktion des Sperrnockens) die Schwenkachse und damit den Sperrnocken um einen vorgebbaren Winkel verschwenkt, so daß das Größtmaß der Kupplungsstange den Sperrnocken passieren kann. In dieser Entkuppel- Schwenkstellung des federbelasteten Schwenkhebels wird der Schwenkriegel seinerseits durch eine weitere Feder gehalten, die ihrerseits in einer Federfalle am Schwenkriegel eingerastet hat und so den Sperrnocken außer Funktion setzt. In dieser Entkuppelstellung weist der Schwenkriegel, etwa gegenüberliegend zum Sperrnocken, einen Rückstellnocken auf, der durch die

Schwenkbewegung in den Bereich der Falle geraten ist. Beim Entkuppeln, d.h. beim Herausziehen der Kupplungsstange aus der Kupplungsglocke, wird dieser Rückstellnocken vom Größtmaß der Kupplungsstange überlaufen und drückt dabei den Rückstellnocken mit einer derartigen Kraft, daß die zuvor beschriebene weitere Feder aus ihrer Federfalle am Schwenkriegel ausrastet und somit der Sperrnocken des Schwenkriegels zurückklappen kann, sobald der Bereich der Falle an der Kupplungsstange den gegenüberliegenden Schwenkriegel überlaufen hat.

Dadurch ist sichergestellt, daß sowohl ein automatisches Kuppeln der Fahrzeuge nach dem Sperrklinkenprinzip erfolgt als auch, nach Lösen dieser Sperrklinke, diese wieder für ein erneutes automatisches Kuppeln in Sollposition gerät, sobald die Fahrzeuge entkuppelt sind.

Der Sperrnocken kann mit Hilfe von Zug-, Torsions- oder Druckfedern, die mit dem Hebelgestänge, das dem Lösen der Kupplung dient, gekoppelt sind, in seiner Sperrposition gehalten werden. Die einfachste Lösung ist, eine Zugfeder zwischen der Kupplungsglocke und dem außerhalb der Kupplungsglocke angebrachten Schwenkhebel zu befestigen, so daß der Schwenkhebel aus der Entkuppel- immer in die Kuppelposition gezogen wird. Andere Lösungen besteht darin, beispielsweise die Schwenkachse an der sowohl der Entkuppelhebel als auch der Schwenkriegel befestigt ist, mit einer Torsionsfeder zu versehen oder spiegelsymmetrische Hebel durch Federn zu verbinden.

Aus Sicherheitsgründen wird das Fangsystem und das Lösesystem einer derartigen Kupplung doppelt, in der Regel spiegel symmetrisch, ausgebildet. Dadurch wird auch bei Bruch einer Feder mindestens ein Sperrnocken in Fangposition gehalten.

Selbstverständlich ist es auch möglich, anstelle eines

Handhebels für das Entkuppeln eine hydraulisch oder pneumatisch bzw. elektrisch wirkende Verstelleinrichtung vorzusehen, die auf die Schwenkachse, auf der Schwenkriegel gelagert ist, wirkt. Derartige Systeme sind fernbedienbar auszulösen und machen mechanische Federsysteme gegebenenfalls überflüssig. Es ist auch möglich mit Hilfe einer durch die Kupplungsstange geführten Betätigungseinrichtung, z.B. einer hydraulisch beaufschlagten Druckstange, den Sperrnocken in der Fälle an der Kupplungsstange aus der Sperrfunktion zu drücken und so die Fahrzeuge zu entkuppeln. Die in der Regel stabil ausgeführte Kupplungsstange kann dafür hohl ausgebildet sein, um die entsprechenden Betätigungselemente, z.B. auf die Sperrnocken drückende Stifte oder ähnliches aufzunehmen.

Es ist vorgesehen, den Rückstellnocken durch eine gekröpfte Blattfeder, die in eine Federfalle am Schwenkriegel einrasten kann, in Position zu halten, bis die Kupplungsstange den Rückstellnocken berührt. Die gekröpfte Blattfeder kann nicht nur in eine Federfalle am Schwenkriegel einrasten, sondern bringt beim Ausrasten noch Reibkräfte auf den Schwenkriegel, so daß dieser nicht schlagartig in seine Sperrposition zurückschwenken kann. Dadurch ist eine sanfte Funktion der Kupplung gewährleistet.

Die Ausbildung der Sperrnocken bzw. des Sperriegels und der Kontur der Falle an der Kupplungsstange hängt zum Teil von den zu übertragenden Kupplungskräften bzw. Zugkräften an den Fahrzeugen ab. Gegebenenfalls sind die Sperrnocken und/oder die Falle entsprechend eng zu tolerieren und durch Oberflächenbehandlung zu härten oder in ihrer komplementären Kontur anzupassen.

Die Erfindung soll anhand schematischer Zeichnungen näher erläutert werden.
Es zeigen:
Fig. l: Eine Draufsicht der beiden Kupplungshälften, vor

der Kupplung,
Fig. 2: eine Seitenansicht der Kupplungsglocke gemäß Fig.

1 mit alternativen Entkuppelmechanismus,

Fig. 3: eine Draufsich auf eine verriegelte Kupplung im Teilschnitt,

Fig. 4: eine verriegelte Kupplung mit Darstellung des

Entkuppelmechanismus gemäß Fig. 1.

Im folgenden sind identisch ausgebildete Bauteile mit gleichen Bezugsziffern versehen.

In Fig. 1 zeigt das linke Teilbild eine Kupplungsstange 1, die an einem nichtdargestellten Fahrzeug gelenkig befestigt ist. Das Vorderteil dieser Kupplungsstange 1 besteht aus einem Zentrierkopf 3 mit kegelartiger Spitze, zwei Wülste Dl, D2 als Größtmaß der Kupplungsstange 1 mit dazwischen liegender Falle 2 mit einem bis auf einen Kern 4 reduzierten Durchmesser der Kupplungsstange 1 mit halbkreisförmig gestalteter Kernmantellinie 5. Im rechten Teilbild ist eine Kupplungsglocke 6 dargestellt, die an einem nichtdargestellten Fahrzeug befestigt ist und zur Aufnahme der Kupplungsstange 1 bereitsteht. Durch Zugfedern 23 nach innen verschwenkte Kuppelhebel 24 dienen der manuellen Entkupplung bei miteinander gekuppelten Fahrzeugen und können wie in Fig. 4 dargestellt - geöffnet werden. Dazu werden die Handhebel aus der Position A (Kuppelstellung) in die Position B (Entkuppelstellung) gemäß Pfeilrichtung bewegt, so daß in der in Fig. 4 dargestellten Lage 24b Blattfedern 16 indirekt die Kuppelhebel 24 in der angegebenen Position halten können.

Fig. 2 zeigt eine Seitenansicht der Kupplungsglocke 6 analog Fig. 1. Hier ist dargestellt, daß neben dem durch Zugfeder 23 belasteten Kupplungshebel 24, der über eine Schwenkachse 18 mit einem Schwenkriegel 11 verbunden ist, zur manuellen Entriegelung der Kupplung, der Schwenkriegel 11 auch noch mit einer zweiten Schwenkachse 27 verbunden sein kann. Diese zweite Schwenkachse 27 kann über einen

Stift 26 mit einem Schaltarm 25 verbunden werden, der seinerseits von einer nicht dargestellten Hydraulikanlage beaufschlagbar ist, um fernbedienbar den Schwenkriegel 11 stellen zu können. Der Schwenkriegel 11 greift durch eine Ausnehmung 8 in der Kupplungsglocke 6 in den Innenbereich der Kupplungsglocke 6 und weist u.a. einen Sperrnocken 12 A (dargestellt in der Kuppelstellung) und eine Federfalle 14 A auf, in die eine Kröpfung 15 einer Blattfeder 16, die ihrerseits durch ein Druckstück 19 und Verschraubungen 20 an der Kupplungsglocke 6 befestigt ist, eingreifen kann.

Fig. 3 zeigt analog zu Fig. 1 in der oberen Hälfte eine Kupplungsglocke 6 mit den bereits beschriebenen Bauteilen. In der unteren Hälfte ist die Kupplungsglocke 6 geschnitten darstellt und zeigt eine Kupplungsstange 1 in ihrer Position, wenn die beiden Fahrzeuge miteinander gekuppelt sind. Die Kupplungsstange 1 ist mit dem Zentrierkopf 3 soweit in die Kupplungsglocke 6 eingeführt, daß der Zentrierkopf 3 seine Endlage im Bereich der Glockenmündung 10 hat. Ein weiteres Einschieben der Kupplungsstange 1 wird verhindert, da das Größtmaß Dl der Kupplungsstange 1 den Glockenhals 9 nicht passieren kann. Die Kupplungsstange 1 wird mit ihrem Größtmaß D2 desweiteren durch den Glockenrand 7 gestützt. Zwischen dem Glockenhals 9 und dem Glockenrand 7 ist eine Ausnehmung 8 bzw. ein Durchbruch in der Kupplungsglocke 6 zu erkennen.

Die vom Kuppelhebel 24 bedienbare Schwenkachse 18 ist auch im Teilschnitt der Fig. 3 analog der unteren Hälfte der Kupplungsglocke 6 gemäß Fig. 1 zu erkennen. Auf dieser Schwenkachse 18 ist durch einen Stift 17 der Schwenkriegel 11 drehfest arretiert. Der Schwenkriegel 11 ist in der Kuppelposition A (Pfeil) und gestrichelt in der Entkuppelposition B dargestellt. Der Schwenkriegel 11 hat einen Sperrnocken 12 zur Verriegelung der Kupplung, einen Rückstellnocken 13 und eine außerhalb der Kupplungsglocke liegende Federfalle 14 als auffällige Konturmerkmale. Beim

Einführen der Kuppelstange 1 in die Kupplungsglocke 6 überläuft das Größtmaß Dl der Kupplungsstange 1 die Gleitfläche 22 am Sperrnocken 12A und drückt diesen Sperrnocken 12A gegen die Rückstellkraft der Zugfeder 23 in den Durchbruch 8 der Kupplungsglocke 6 bis das Größtmaß Dl den Sperrnocken 12A überlaufen hat. Zu diesem Zeitpunkt schwenkt der Sperrnocken 12A in die dargestellte Sperrposition zurück und arretiert so die Kupplungsstange 1 innerhalb der Kupplungsglocke 6". Der Sperrnocken 12A kann nur bis in die etwa dar- gestellte Position innerhalb der Falle 2 zurückspringen, da der Rückstellnocken 13A in dieser Position am Glockenrand 7 zur Anlage kommt. Die Kontur des Sperrnockens 12A an seiner Spitze ist komplementär zur Kernmantellinie 5 der Kupplungsstange 1 ausgebildet. Bedingt durch die Breite des Sperrnockens 12A (Fig. 2) wird entweder der Kopf des Sperrnockens für eine flächige Berührung mit der Kernmantellinie 5 entsprechend gestaltet oder der Kern 4 kann der Kontur des Kopfes des Sperrnockens 12 A im Kontaktbereich zum Sperrnocken 12A entsprechend angepaßt sein.

Für das Entkuppeln werden gemäß Fig. 4 die Kuppelhebel 24 aus der Position 24A in die Position 24B geschwenkt. In Fig. 3 ist zu sehen, daß bei der dadurch bedingten Verschwenkung des Sperrnockens 12A in die Positon 12B₇ analog der Pfeilrichtung von A nach B, aus der Falle 2 geschwenkt wird bis in eine Endposition - hier dargestellt ist eine Verschwenkung um etwa 55° - in der die Kröpfung 15 der Blattfeder 16 in die Federfalle 14B eingreifen kann, so daß der Schwenkriegel 11 dort in der gestrichelten Position arretiert ist. Dadurch gerät der Rückstellnocken 13 B in den Bereich der Falle 2. Beim folgenden Entkuppeln wird die Kupplungsstange 1 nach links aus der Kupplungsglocke 6 gezogen mit der Folge, daß das Größtmaß Dl eine Kraft auf den Rückstellnocken 13B ausübt, die so groß ist, daß die Kröpfung 15 der Blattfeder 16 aus der Federfalle 14B gezogen wird. Nachdem das Größtmaß Dl den Bereich der Schwenkachse 18 überfahren hat, springt der Sperrnocken 12B in die

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Sperrposition 12A zurück. In dieser Situation ist die Kupplungsglocke 6 wieder aufnahmebereit für einen erneuten Kuppe Ivor gang.

Die Kraft der Blattfeder 16 bzw. ihre Sperrwirkung durch die Kröpfung 15 kann durch die Länge der Blattfedern bzw durch ihre Dicke und die Länge des Druckstückes 19 vorgewählt werden, um eine definierte Anpreßkraft auf den Sperriegel 11 zu erzeugen. Damit läßt sich ein sanftes Zurückgleiten des Sperrnockens aus der Position 12B in die Positon 12A erreichen.

Claims (8)

Automatische Stangenkupplung Schutzansprüche:

1. Automatische Kupplung für zwei Fahrzeuge, von denen eines mit einer trichterförmigen Kupplungsglocke (6) mit eingebauter Fangeinrichtung (11-20) bzw. Löseeinrichtung (18, 24-26) zur Aufnahme und Arretierung bzw. zum Lösen einer komplementären, am zweiten Fahrzeug befestigten Kupplungsstange (1), die einen Zentrierkopf (3) und eine Falle (2) aufweist, wobei die Fangeinrichtung mindestens einen feststellbaren Schwenk-....-■ riegel (11) mit einem Sperrnocken (12) und einem Rückstellnocken (13) umfaßt und die Nocken durch Federn (16, 23) abwechselnd in der Kuppelstellung (A) oder Entkuppelstellung (B) selbstätig gehalten werden.

2. Kupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Fangeinrichtung (11-20) und/oder die Löseeinrichtung (18, 24-26) doppelt ausgelegt sind.

3. Kupplung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Sperrnocken (12) durch Druck-, Torsionsoder Zugfedern (23) in Kuppelstellung (A) gehalten wird.

4. Kupplung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Achse (18), auf der der Schwenkriegel (11) gelagert ist, als Drehstabfeder ausgebildet ist.

5. Kupplung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Rückstellnocken (13) durch eine in einen Rücksprung (14) des Schwenkriegels (11) greifendes Federelement (16) gehalten wird.

6. Kupplung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Rückstellnocken (13) durch Blattfedern (16) in Entkuppelstellung (B) gehalten wird.

7. Kupplung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Löseeinrichtung (18, 25, 2 6) eine fluidisch oder elektrisch betätigbare Schwenkachse (18) , auf der der Schwenkriegel (11) drehfest befestigt ist, umfaßt.

8. Kupplung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch

- gekennzeichnet, daß die "KupplnngssZange^Xlf^ZVLiTKuf^ nähme eines auf den Schwenkriegel (11) wirkenden Betätigungselementes hohl ausgebildet ist.